JAPOŃSKIE ZAPASY W EDUKACJI

Zbudowaliśmy kolejne urządzenie. Robot sumo – zaraz pewnie usłyszę, że to nic szczególnego. Rozumiejąc to zdanie dosłownie, jako nowa konstrukcja kolejnego na rynku robota mobilnego musiałbym przyznać rację. Po pierwsze podobne roboty miałem już w swojej ofercie od wielu lat. Po drugie roboty mobilne w wielu wydaniach trafiły pod strzechy, więc co w tym fajnego?

Zależało nam, aby nowa konstrukcji była wsparciem w edukacji na wielu płaszczyznach i dla grup w szerokim przedziale wiekowym. Chcieliśmy aby jedna grupa w ramach edukacji tworzyła produkt który będą bazą w edukacji kolejnej.

Uprościliśmy konstrukcję, zastosowaliśmy kilka wariantów w zależności od technologii wytwarzania korpusów oraz obniżyliśmy koszty produkcji. Zmieniliśmy układ sterowania na ogólnie dostępny otwarty projekt Arduino1.

Po pewnym czasie pokazałem go zaprzyjaźnionemu dyrektorowi, który prowadzi Technikum Mechatroniczne w Warszawie. Robię tak, co pewien czas, jeśli tylko Pan Sławomir Kasprzak ma wolny czas i już po 10-15 minutach rozmowy widzę czy mój pomysł był trafiony. Patrzę jak może zareagować potencjalny klient. Dyrektor jest otwarty chętnie wprowadza zmiany i nowatorsko rozwija swoją szkołę. Jeśli on nie wyrazi zainteresowania to wracam do początku koncepcji projektu. Dodatkowe pytania, które się pojawiają w rozmowie pokazują braki w projekcie czy kierunek dalszego rozwoju. Tym razem również padło kilka pytań. Ciekawe rozwiązanie, ale, do czego? Jak bardzo przydatne w procesie edukacji?. Do nauczania projektowania wytwarzania i programowania urządzeń mechatronicznych i… o tym później. Mamy urządzenie, które trzeba zaprojektować pod względem mechanicznym, ale również elektronicznym czy elektrycznym. Następnie, opracować technologię wytworzyć komponenty oraz dołożyć układ sterowania na mikroprocesorze i zaprogramować do działania. Czy na tym projekcie zrealizuję w szkole całą podstawę programową przewidzianą w zawodzie technik mechatronik? Niestety nie, trzeba jeszcze dołożyć kilka rzeczy z innych obszarów, czyli przygotować kolejne projekty.

Tak narodził się pomysł przygotowania projektu pod nazwą „Fabryka Robotów”. Rozpoczęliśmy opracowywanie pełnych dokumentacji produkcyjnych oraz budowanie pierwszych prototypów. Już po pewnym czasie zainteresowałem tematem dyrektora Janusza Moosa i konsultowałem w zakresie merytorycznym Pawła Krawczaka, świetnego nauczyciela z zakresu CAx , który właśnie przygotowywał projekt w ramach funduszy z UE. Centrum złożyło projekt pod nazwą ”Fabryka robotów fabryką wiedzy i umiejętności” który został pozytywnie oceniony i od nowego roku 2017 rozpoczynamy jego realizację. Przez najbliższe dwa lata będziemy mogli za pieniądze z Europejskiego Funduszu Społecznego w Regionalnego Programu o Województwa Łódzkiego wraz grupą zainteresowanych uczniów wdrażać i testować, mam również nadzieję, że rozwijać, ten pomysł w ŁCDNiKP2. Skorzysta na tym wymieniona placówka a wiedza, merytoryczne i metodologiczne przygotowanie kadry Centrum pozwoli mi nie tylko przetestować pomysł, ale również go rozwinąć.
Wracając jednak do rozwoju mojego pomysłu. Kolejną rozmowę, dzięki której mam dzisiaj te trzy projekty, o których teraz piszę, odbyłem z inną osoba zainteresowaną kształceniem zawodowym i rozwojem ciekawych rozwiązań w edukacji. Chciałbym, abyś zaproponował mi jakiś pomysł na urządzenie mechatroniczne, które będziemy mogli wytwarzać z uczniami w ramach gry symulacyjnej z optymalizacji produkcji. Po krótkiej rozmowie a następnie pod wrażeniem właśnie przeczytanej książki „Kopalnia złota. Powieść o zarządzaniu firmą w oparciu o Lean Management”3, którą przy tej okazji serdecznie polecam, doszedłem do wniosku, że moje roboty sumo świetnie się do tego nadają. Kolejne spotkanie z Włodzimierzem Jankowskim , kolejnym pracownikiem ŁCDNiKP , to już prezentacja pierwszych robotów sumo przewidzianych do gry symulacyjnej. Tak narodził się projekt „Optymalizacji produkcji z zawodnikiem SUMO ”.

Sukcesywnie rozwijaliśmy opisane projekty, modyfikowaliśmy oprogramowanie oraz dostosowywaliśmy układy mikroprocesorowe. Jednocześnie powstawały nowe warianty do „Fabryki Robotów” czy „Optymalizacji produkcji z zawodnikiem SUMO”. Jako układ sterujący wybraliśmy układ Arduino, o czym wspominałem na samym początku. Ten projekt ma opracowane przyjazne środowisko programistyczne, ale dla poczatkujących „Robotroników” postanowiliśmy jeszcze uprościć sterowanie korzystając z przygotowanego kilka lat temu w naszej firmie aplikacji MobiLAB4. Mając świadomość jak bardzo współczesna młodzież związana jest z telefonem doszliśmy do wniosku, że możliwość sterowania robotem za pomocą aplikacji na smartfony będzie budziła większe zainteresowanie. Powstała, więc aplikacja RobMotion5, gdzie telefon jak joystick może posłużyć do sterowania robotem, a dla telefonów z żyroskopem (większość smartfonów na rynku) , możliwość sterowania ruchem robota realizowana jest jedynie przez zmianę pozycji telefonu. Zaraz pojawiło się koleje zadanie. Jak telefon to i obraz. W następstwie powstała kolejna wersja oprogramowania, która pozwala na wysyłanie na urządzenia mobilne obrazu po WiFi z kamery zamocowanej na robocie.

Uznaliśmy, że zrobiliśmy już tak wiele, że zamiast zakończyć projekt postanowiliśmy w kolejnych rozmowach z programistą do programów sterujących dodać moduły, które zwiększają możliwości edukacyjne w zakresie podstaw programowania. Zrobiliśmy założenia i programista spisał zarys problem do rozwiązania , a ja zacząłem przeglądać Internet w poszukiwaniu pomysłu lub podpatrzenia światowych rozwiązań. Zupełnie przypadkowo natrafiłem na opis intensywnej pracy, jaką dla MEN w okresie maj -czerwiec 2017 roku wykonał prof. Maciej Sysło w zakresie wdrażania podstawy programowej z informatyki. Obejrzałem sobie kilka stron i zadzwoniłem do programisty, że ten etap pracy ktoś już za nas rozwiązał. Otwarty, darmowy program Scratch6 zaimplementowany w dodatku w podobnych aplikacjach dopełnił temat. Tak narodził się trzeci projekt „Japońskie zapasy w informatyce”.

W przeciągu siedmiu miesięcy powstały podwaliny potężnego interdyscyplinarnego narzędzia do kształcenia na wielu poziomach i w wielu zawodach. Sam robot czy poszczególne elementy nie są czymś bardzo skomplikowanym, jednak projekt, jako taki powinien doczekać się wielu aplikacji w obszarze edukacji formalnej, poza formalnej w dodatku na różnych etapach kształcenia. Uniwersalność projektu zwiększa jego modułowość. Nie dość, że są to trzy projekty i użytkownik może wybrać jeden lub więcej to jeszcze w przypadku „Fabryki Robotów” czy „Optymalizacji produkcji…” wybrać określone moduły, a inne pominąć lub dodać swoje. Np. zakupić układy elektroniczne i kształcić jedynie z programowania, lub wybrać moduł z projektowania i wytwarzania układów elektronicznych i programowanie wstawić, jako trzeci etap, prowadzić zajęcie z programowania tokarek CNC lub maszyn konwencjonalnych lub kupić gotowe słupki dystansowe.
Podsumowując mam trzy projekty:

Fabryka Robotów praktyczne kształcenie modułowe w wielu kwalifikacjach z zakresu mechatroniki, automatyki, elektroniki, mechaniki czy współczesnych technik wytwarzania tj. programowanie obrabiarek CNC, druku 3D czy korzystania z systemów CAx, projektowania i wytwarzania obwodów drukowanych itd. Projekt skierowany do zasadniczej szkoły zawodowej i technikum.

Optymalizacji produkcji z zawodnikiem SUMO – zarządzanie produkcją i jej optymalizacja. Doskonałe narzędzie do przekazania, nie tylko, podstaw z zakresu Lean Manufacturing, ale również logistyki w tym logistyki wewnętrznej. Wspólnie z parterem od SAP7 wprowadziliśmy moduł zarzadzania produkcją z pozycji systemów MES w oparciu o SAP Biznes One8. Poboczne tematy związane z samozatrudnieniem, fakturowaniem, obsługą programów księgowych itd. Projekt skierowany do zasadniczej szkoły zawodowej, technikum oraz uczelni technicznych czy ekonomicznych.

Japońskie zapasy w informatyce – gdzie robot to gotowe urządzenie, które można zaprogramować za pomocą kilku narzędzi w tym darmowego Scratch-a, który jest proponowany przez MEN, jako narzędzie do nauki podstaw programowania już od pierwszej klasy szkoły podstawowej. Przez fajną zabawkę sterowaną przy użycia smartfonów do programowania w środowisku zbliżonym do C++.
Motywem przewodnim każdego projektu jest mały robot mobilny. W zależności od potrzeb może być on obiektem sterowania, obiektem produkcji czy zarzadzaniem produkcji. Wiele modułów można dobierać, modyfikować lub rozwijać. Urządzenie wytworzone w ramach Fabryki Robotów może być wykorzystane w szkołach ekonomicznych czy użyczone w ramach promocji szkołom podstawowym lub gimnazjom w zależności od reformy edukacji.

Pierwsze wdrożenia wybranych projektów właśnie trwają. Mam jednak nadzieję że pomysł zainteresuje większą grupę odbiorców. Dlatego czekam na kolejne propozycje współpracy.